走进智能设计研究的春天
—— 记浙江工业大学机电工程学院博导、教授赵燕伟
发布时间:2010-05-24 15:12:33
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作者: 苏 楠
她是男教师占绝对优势的工科学院里骁勇善战的一员女将,是中国可拓学研究中的佼佼者,国内将可拓学理论应用于概念设计研究的第一人。她主持国家自然科学基金项目、国家“863”计划项目、省重大科技攻关和省基金项目等20余项,出版教材4部;在国内外发表论文100余篇,其中30余篇荣获省自然科学优秀论文奖及被三大索引收录;荣获国家机械部科技进步二等奖、省科技进步二、三等奖多项;入选浙江省“新世纪151人才工程”计划,获浙江省高校中青年学科带头人重点资助、国家留学基金资助。她担任中国人工智能学会理事、智能制造专委会副秘书长,可拓工程专委会理事、副秘书长,智能CAD专委会委员,教育工作委员会委员,中国机械工程学会高级会员,中国自动化学会制造技术专委会委员,民建浙江省妇委会副主任,浙江工业大学妇委会副主任等。
赵燕伟教授1959年生于河南郑州,是机电工程专业博士,浙江省重点学科--机械制造及其自动化学科方向负责人,机电工程专业博士生导师,机械制造、计算机应用两个专业的硕士生导师。在从教的20多年中,她为研究生、本科生多次讲授《机械CAD基础理论》、《人工智能与专家系统》、《现代数控技术》、《CAD/ CAM原理与应用》、《现代集成制造系统》、《现代设计方法》、《机械工程现代最优化技术》、《模块化设计》、《可靠性工程》等众多课程。2002年她入选浙江省“新世纪151人才工程”,2003年获浙江省高校中青年学科带头人重点资助,担任了中国人工智能学会理事、浙江工业大学女教职工委员会副主任、民建浙江省妇女委员会副主任。在赵教授的主要科研成果一栏中,只标明是近五年的,就有一页纸了,其中第一个是国家自然科学基金资助的项目,叫“基于可拓学理论的智能化概念设计方法研究”。
提起赵老师主持的国家自然科学基金项目--基于可拓学理论的智能化概念设计方法研究,不能不提到可拓学的创立者--蔡文研究员。《广东科技报》1757期头版刊登了介绍蔡研究员的文章:1983年,几载披阅、数易其稿的《可拓集合和不相容问题》发表在《科学探索学报》上,引起了包括美国诺贝尔奖得主西蒙教授,以及我国钱伟长教授等一大批知名学者的高度重视。当时仍是副教授的蔡文立刻在数学界声名鹊起,同时也加快了他在国内积极推广可拓学理论的步伐,并于1986年在广东工业大学成立了全国第一个从事“物元分析(现称:可拓学)”的研究室。从这个研究室1995年到2001年的简报中可以看到,在发展的关键时期,赵燕伟老师和她率领的研究小组与蔡研究员、杨春燕副研究员等一批执着于可拓学研究的学者们在学术上的交流很频繁,赵老师曾亲自到广东工大向蔡研究员取经。蔡研究员也发现了赵老师对可拓学天才般的悟性,多次援引她发表的论文,其学术价值博得同行一致好评。赵老师因此于2001年底当选中国人工智能学会理事、可拓工程专业委员会理事、教育工作委员会委员、智能CAD专业委员会委员、机械工程学会高级会员,并于2002年底当选该委员会的副秘书长。赵老师对可拓学的兴趣越来越浓,为日后的应用打下了良好的基础。
我们不妨费点笔墨,通过“曹冲称象”这个小故事来简单地介绍一下可拓学。不能把大象分成几块,而大象的重量又远远大于小秤的量程,这个不相容问题是解决该矛盾的关键所在。而曹冲的聪明之处就是看到了一堆石头的重量与大象的重量相等,从而使称象变成了称石头。用可拓学的观点,曹冲就是应用了“物元变换”这一重要方法。
在现实生活中,可拓学在产品设计领域的应用十分广泛,比如对人类化石的识别、对文物被盗的调查、光控玩具蟋蟀系列产品的开发等等。而概念设计是产品设计的第一步,也是关键的一步,但在国内将可拓学理论综合概念设计加以研究的,赵燕伟还是第一人。
曾获得1998年机械部、浙江省科技进步二等奖的赵老师用自己几年来在可拓学理论方面的探索成果,以及自己在制造业信息化方面的专长优势,于2002年向国家自然基金委员会提出了申请。委员会在肯定原计划的同时,又提出了两点新要求。整个申请过程似乎波澜不惊,然而,当我翻开那厚厚的一本申报材料时,心顿时沉静下来。1998年开始的前期预研申报得到了浙江省自然基金资助、两次得到CAD&CG国家重点实验室基金的资助及省教育厅的资助。接下来成功申报了两个国家863CIMS主题项目,并于2002年参加了由ASME(美国机械工程师协会)主办、在加拿大蒙特利尔召开的DETC/ CIE国际会议,借此机会向外国专家介绍由中国学者创立的可拓智能设计方法。浙工大的项目推荐委员会这样评价赵老师:年富力强,基础扎实,知识面广,具有创新精神,有很强的独立从事科研的能力和组织能力。
科学上没有平坦的大道,只有不畏艰险,勇敢攀登的人才有希望达到光明的顶峰,赵老师走的就是一条前人未走之路。同时她也深知搞科研靠一个人“叠椅子”似的向上攀是不行的,因此,立项之后,她真诚地向浙工大的董红召、王时铭、肖刚、金寿松、马亚良等老师发出了邀请,自己的博士生导师张国贤教授也应邀加盟。这些老师各练一门武功,而在人工智能方面又有着很多的共同语言。张国贤教授远在上海,来去不大方便,赵老师就通过电话、E-mail与之联系。有一次,赵老师为一个模型想了好久,最后只好向她的老师请教。谁知张教授故意卖了个关子,说道:“我给你的博士论文写了几点注意,你还记得?”赵老师忽然觉得眼前一亮,连说:“想起来了!”师徒间的默契简直可以用“心有灵犀一点通”来形容。
攻关是一个艰苦的过程。可拓学是一门全新的学科,而与抽象的概念设计联系在一起,既没有祖宗遗训,又没有西方的先例可循,对于这些熟悉机械和控制理论的老师来说,无疑是“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越”。科研征途中出现的阴霾落在内心的阴影,杭州酷暑42度的高温,疾病带来的肉体折磨,要白手起家、重当“小学生”,被“剥夺”了双休日、节假日以及和家人一起吃饭散步的权利--这些他们都默默地承受了。两年下来,从没有一个人叫“停”,从没有一个人喊“累”。若当时有人留意一下机械楼二楼,就会明白个中艰辛,赵老师办公室里的灯经常亮到深夜。多少次,她累得不自觉地睡在办公桌上;多少次,她既要思考创新点,又要给年轻老师讲可拓学;多少次,她只身南下,向蔡研究员虚心求教……
如今,该课题取得了丰硕的成果:在《IEEE Industrial Technology》、《ASME InternationalDesign Engineering Technology》、《中国工程科学》、《机械工程学报》、《软件学报》、《台湾大学学刊》等刊物上发表论文30余篇,其中20余篇荣获省自然科学优秀论文奖,并被SCI、EI、ISTP三大索引收录;专著《智能化概念设计的可拓方法与模型》也即将由科学出版社出版;2003年还荣获省高校科技成果二等奖,2004年荣获国家机械工业科技成果二等奖。该项目培养的五名硕士研究生中,一人获全国大学生“挑战杯”优秀奖,一人提前攻博,1人获校优秀毕业研究生称号,1人在全省学位论文评选中名列前茅。斗转星移,春华秋实,这其中凝聚了赵老师多少的心血呀!
接下来为加快浙江省制造业和服务业信息化工作的进程,促进浙江省物流信息业的发展,赵老师再次请缨,成功申报了由浙江工业大学联合赛邦软件(宁波)有限公司共同开发的省“十五”服务业信息化重大工程,即省重大科技攻关项目--第三方物流智能信息协作平台(预计投资280余万元),又有鲁建厦、李章维、应时彦、蒋丽等老师加盟。这样,一支由多名教授、副教授、工程师组成的研发大军正整装待发。
在当前各个学科之间的撞击愈加频繁、边缘学科层出不穷的情况下,个人很难在短时间内做到既通又精。因此,充分发挥多个老师的技术专长,跨学科研发使之整合成一个有机体非常必要,这正是赵老师这个团队成功的重要原因之一。
在工科高校男老师仍然占绝大多数的情况下,一名女教师能干出一番天地来真是不容易。攻坚期间,正值她儿子复习高考的关键时期,可她忙得连和儿子吃顿饭都顾不上,更别说督促他学习了,“好在他还懂事。我总对他说,等妈妈忙完了,一定如何如何,可我自己清楚,哪儿有头呀。这不,就连2003年国家留学基金批下来的去美国高级访问的事,也因为机制申博的事拖了好久了。”一番话道出了所有“舍小家,顾大家”的母亲们的心声。“不过这次,我许愿了,高考结束后,不管结果如何,都要带他去香港玩玩看看。”赵老师边说边开心地笑了,虽然她已不再年轻,但这一颗慈母心使得她看起来那么的优雅、从容。在她家书柜顶层上,可以看到一张“事业家庭兼顾型优秀女教师”奖状,在奖状背后,又有多少艰辛,多少泪水,多少遗憾?也许只有赵燕伟老师自己知道。
也正是由于她的辛勤付出,一株株幼苗才得以茁壮成长为参天大树,国之栋梁。也许老师就是这样,年复一年地把一片片的爱分给所有的学生,却从不奢求乌鸦反哺、狐死首丘。但也有一些学生因此感动,毕业后以实际行动回报这片培养他们成才的土地,回报这份凝重厚实的师恩的。由赵燕伟老师和计时鸣老师共同指导的浙工大优秀硕士生陈胜勇在香港城市大学博士毕业后,响应母校召唤,回校任教,现任信息学院副教授、硕士生导师,正主持研究西班牙科技部“Juande la Cierva”资助计划、国家自然科学基金等多个项目,为浙工大跨越式发展默默贡献自己的力量。
面对采访,赵燕伟老师反复说,她只是一名普通的教师,一名普通的民建会员。然而,赵老师既躬耕杏林,又积极参加民建组织的活动,比如参与组建妇女委员会,深入到女企业家、女律师、女教授中去宣传“四自”(自尊、自信、自立、自强)精神,促膝谈心等等,都为浙江民建在省内及浙工大的发展作出了自己的贡献。
赵燕伟教授1959年生于河南郑州,是机电工程专业博士,浙江省重点学科--机械制造及其自动化学科方向负责人,机电工程专业博士生导师,机械制造、计算机应用两个专业的硕士生导师。在从教的20多年中,她为研究生、本科生多次讲授《机械CAD基础理论》、《人工智能与专家系统》、《现代数控技术》、《CAD/ CAM原理与应用》、《现代集成制造系统》、《现代设计方法》、《机械工程现代最优化技术》、《模块化设计》、《可靠性工程》等众多课程。2002年她入选浙江省“新世纪151人才工程”,2003年获浙江省高校中青年学科带头人重点资助,担任了中国人工智能学会理事、浙江工业大学女教职工委员会副主任、民建浙江省妇女委员会副主任。在赵教授的主要科研成果一栏中,只标明是近五年的,就有一页纸了,其中第一个是国家自然科学基金资助的项目,叫“基于可拓学理论的智能化概念设计方法研究”。
提起赵老师主持的国家自然科学基金项目--基于可拓学理论的智能化概念设计方法研究,不能不提到可拓学的创立者--蔡文研究员。《广东科技报》1757期头版刊登了介绍蔡研究员的文章:1983年,几载披阅、数易其稿的《可拓集合和不相容问题》发表在《科学探索学报》上,引起了包括美国诺贝尔奖得主西蒙教授,以及我国钱伟长教授等一大批知名学者的高度重视。当时仍是副教授的蔡文立刻在数学界声名鹊起,同时也加快了他在国内积极推广可拓学理论的步伐,并于1986年在广东工业大学成立了全国第一个从事“物元分析(现称:可拓学)”的研究室。从这个研究室1995年到2001年的简报中可以看到,在发展的关键时期,赵燕伟老师和她率领的研究小组与蔡研究员、杨春燕副研究员等一批执着于可拓学研究的学者们在学术上的交流很频繁,赵老师曾亲自到广东工大向蔡研究员取经。蔡研究员也发现了赵老师对可拓学天才般的悟性,多次援引她发表的论文,其学术价值博得同行一致好评。赵老师因此于2001年底当选中国人工智能学会理事、可拓工程专业委员会理事、教育工作委员会委员、智能CAD专业委员会委员、机械工程学会高级会员,并于2002年底当选该委员会的副秘书长。赵老师对可拓学的兴趣越来越浓,为日后的应用打下了良好的基础。
我们不妨费点笔墨,通过“曹冲称象”这个小故事来简单地介绍一下可拓学。不能把大象分成几块,而大象的重量又远远大于小秤的量程,这个不相容问题是解决该矛盾的关键所在。而曹冲的聪明之处就是看到了一堆石头的重量与大象的重量相等,从而使称象变成了称石头。用可拓学的观点,曹冲就是应用了“物元变换”这一重要方法。
在现实生活中,可拓学在产品设计领域的应用十分广泛,比如对人类化石的识别、对文物被盗的调查、光控玩具蟋蟀系列产品的开发等等。而概念设计是产品设计的第一步,也是关键的一步,但在国内将可拓学理论综合概念设计加以研究的,赵燕伟还是第一人。
曾获得1998年机械部、浙江省科技进步二等奖的赵老师用自己几年来在可拓学理论方面的探索成果,以及自己在制造业信息化方面的专长优势,于2002年向国家自然基金委员会提出了申请。委员会在肯定原计划的同时,又提出了两点新要求。整个申请过程似乎波澜不惊,然而,当我翻开那厚厚的一本申报材料时,心顿时沉静下来。1998年开始的前期预研申报得到了浙江省自然基金资助、两次得到CAD&CG国家重点实验室基金的资助及省教育厅的资助。接下来成功申报了两个国家863CIMS主题项目,并于2002年参加了由ASME(美国机械工程师协会)主办、在加拿大蒙特利尔召开的DETC/ CIE国际会议,借此机会向外国专家介绍由中国学者创立的可拓智能设计方法。浙工大的项目推荐委员会这样评价赵老师:年富力强,基础扎实,知识面广,具有创新精神,有很强的独立从事科研的能力和组织能力。
科学上没有平坦的大道,只有不畏艰险,勇敢攀登的人才有希望达到光明的顶峰,赵老师走的就是一条前人未走之路。同时她也深知搞科研靠一个人“叠椅子”似的向上攀是不行的,因此,立项之后,她真诚地向浙工大的董红召、王时铭、肖刚、金寿松、马亚良等老师发出了邀请,自己的博士生导师张国贤教授也应邀加盟。这些老师各练一门武功,而在人工智能方面又有着很多的共同语言。张国贤教授远在上海,来去不大方便,赵老师就通过电话、E-mail与之联系。有一次,赵老师为一个模型想了好久,最后只好向她的老师请教。谁知张教授故意卖了个关子,说道:“我给你的博士论文写了几点注意,你还记得?”赵老师忽然觉得眼前一亮,连说:“想起来了!”师徒间的默契简直可以用“心有灵犀一点通”来形容。
攻关是一个艰苦的过程。可拓学是一门全新的学科,而与抽象的概念设计联系在一起,既没有祖宗遗训,又没有西方的先例可循,对于这些熟悉机械和控制理论的老师来说,无疑是“雄关漫道真如铁,而今迈步从头越”。科研征途中出现的阴霾落在内心的阴影,杭州酷暑42度的高温,疾病带来的肉体折磨,要白手起家、重当“小学生”,被“剥夺”了双休日、节假日以及和家人一起吃饭散步的权利--这些他们都默默地承受了。两年下来,从没有一个人叫“停”,从没有一个人喊“累”。若当时有人留意一下机械楼二楼,就会明白个中艰辛,赵老师办公室里的灯经常亮到深夜。多少次,她累得不自觉地睡在办公桌上;多少次,她既要思考创新点,又要给年轻老师讲可拓学;多少次,她只身南下,向蔡研究员虚心求教……
如今,该课题取得了丰硕的成果:在《IEEE Industrial Technology》、《ASME InternationalDesign Engineering Technology》、《中国工程科学》、《机械工程学报》、《软件学报》、《台湾大学学刊》等刊物上发表论文30余篇,其中20余篇荣获省自然科学优秀论文奖,并被SCI、EI、ISTP三大索引收录;专著《智能化概念设计的可拓方法与模型》也即将由科学出版社出版;2003年还荣获省高校科技成果二等奖,2004年荣获国家机械工业科技成果二等奖。该项目培养的五名硕士研究生中,一人获全国大学生“挑战杯”优秀奖,一人提前攻博,1人获校优秀毕业研究生称号,1人在全省学位论文评选中名列前茅。斗转星移,春华秋实,这其中凝聚了赵老师多少的心血呀!
接下来为加快浙江省制造业和服务业信息化工作的进程,促进浙江省物流信息业的发展,赵老师再次请缨,成功申报了由浙江工业大学联合赛邦软件(宁波)有限公司共同开发的省“十五”服务业信息化重大工程,即省重大科技攻关项目--第三方物流智能信息协作平台(预计投资280余万元),又有鲁建厦、李章维、应时彦、蒋丽等老师加盟。这样,一支由多名教授、副教授、工程师组成的研发大军正整装待发。
在当前各个学科之间的撞击愈加频繁、边缘学科层出不穷的情况下,个人很难在短时间内做到既通又精。因此,充分发挥多个老师的技术专长,跨学科研发使之整合成一个有机体非常必要,这正是赵老师这个团队成功的重要原因之一。
在工科高校男老师仍然占绝大多数的情况下,一名女教师能干出一番天地来真是不容易。攻坚期间,正值她儿子复习高考的关键时期,可她忙得连和儿子吃顿饭都顾不上,更别说督促他学习了,“好在他还懂事。我总对他说,等妈妈忙完了,一定如何如何,可我自己清楚,哪儿有头呀。这不,就连2003年国家留学基金批下来的去美国高级访问的事,也因为机制申博的事拖了好久了。”一番话道出了所有“舍小家,顾大家”的母亲们的心声。“不过这次,我许愿了,高考结束后,不管结果如何,都要带他去香港玩玩看看。”赵老师边说边开心地笑了,虽然她已不再年轻,但这一颗慈母心使得她看起来那么的优雅、从容。在她家书柜顶层上,可以看到一张“事业家庭兼顾型优秀女教师”奖状,在奖状背后,又有多少艰辛,多少泪水,多少遗憾?也许只有赵燕伟老师自己知道。
也正是由于她的辛勤付出,一株株幼苗才得以茁壮成长为参天大树,国之栋梁。也许老师就是这样,年复一年地把一片片的爱分给所有的学生,却从不奢求乌鸦反哺、狐死首丘。但也有一些学生因此感动,毕业后以实际行动回报这片培养他们成才的土地,回报这份凝重厚实的师恩的。由赵燕伟老师和计时鸣老师共同指导的浙工大优秀硕士生陈胜勇在香港城市大学博士毕业后,响应母校召唤,回校任教,现任信息学院副教授、硕士生导师,正主持研究西班牙科技部“Juande la Cierva”资助计划、国家自然科学基金等多个项目,为浙工大跨越式发展默默贡献自己的力量。
面对采访,赵燕伟老师反复说,她只是一名普通的教师,一名普通的民建会员。然而,赵老师既躬耕杏林,又积极参加民建组织的活动,比如参与组建妇女委员会,深入到女企业家、女律师、女教授中去宣传“四自”(自尊、自信、自立、自强)精神,促膝谈心等等,都为浙江民建在省内及浙工大的发展作出了自己的贡献。